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随着全球范围内能源短缺和环境恶化的不断加剧,节约能源和保护环境的重要性更加突出。热泵以其低电耗率(提供的热量与所消耗的电能之比可达到三倍以上)、环境友好、便于自动化控制、干燥产品品质好、节约干燥时间等优点,被广泛应用于干燥过程。近年来,对热泵干燥的研究主要分为四个方向:废热回收,相变材料的使用,控制技术的应用和干燥策略优化。因此,将人工智能控制技术应用于热泵干燥装置,对干燥介质参数的精确控制,实现干燥加工的自动化,提高干燥产品的质量,具有十分重要的现实意义。建立干燥物料的内部水分扩散模型,并通过青豆干燥实验研究干燥介质温度、干燥介质相对湿度和干燥物料初始含水率对干燥速率的影响。实验结果表明:干燥介质温度升高,平均干燥速率加快,干燥周期缩短,干燥后物料的平衡含水率降低;含水率越高时,干燥温度对干燥速率的影响越大;干燥空气的相对湿度升高,干燥速率降低,干燥周期延长,干燥后物料的平衡含水率升高;物料的初始含水率越高,干燥过程的平均干燥速率越快,干燥过程初始阶段的平均干燥速率较全部干燥过程更快。为了优化热泵干燥机的变容量控制系统,提出并级模糊控制方法,并通过实验对固定频率控制系统、单级模糊控制系统和并级模糊控制系统的动态响应过程进行了研究。分析三种控制策略在不同设定温度下的控制效果。实验结果表明:与固定频率控制系统和单级模糊控制系统相比,采用并级模糊控制系统,设定温度为20℃时,温度变化率提高75.263%和-10.228%,上限超调率下降91.600%和89.312%,下限超调率下降83.631%和76.514%;设定温度为25℃时,温度变化率提高61.118%和-16.203%,上限超调率下降90.607%和85.868%,下限超调率下降81.568%和77.403%;设定温度为30℃时,温度变化率提高54.327%和-21.195%,上限超调率下降93.217%和91.011%,下限超调率下降78.177%和70.235%。由以上分析可知,并级模糊控制具有最低的上限超调率和下限超调率。同时,并级模糊控制策略的上限超调率和下限超调率受干燥温度影响更小,波动比另外两种控制策略平缓。